(1)如图1,直线AB交x轴于点A(2,0),交抛物线y=ax2于点B(1,),点C到△OAB各顶点的距离相等,直线AC交y轴于点D.当x>0时,在直线OC和抛物线y=ax2上是否分别存在点P和点Q,使四边形DOPQ为特殊的梯形?若存在,求点P、Q的坐标;若不存在,说明理由.
(2)在(1)题中,抛物线的解析式和点D的坐标不变(如图2).当x>0时,在直线y=kx(0<k<1)和这条抛物线上,是否分别存在点P和点Q,使四边形DOPQ为以OD为底的等腰梯形.若存在,求点P、Q的坐标;若不存在,说明理由.
网友回答
解:(1)设直线AB的解析式为y=k1x+b1经过点A(2,0),
B(1,),
∴,解得,
∴y=-x+2,
抛物线y=ax2经过点B(1,),
又∵点C到△ABC各顶点的距离相等,即点C是△OAB三边的垂直平分线的交点,连接BC,并延长交OA于E,
∴BE⊥OA,OE=AE,
∴点E的坐标为(1,0),
在Rt△OEC中,CE=OE?tan30°=,
∴点C的坐标为(1,);
设直线OC的解析式为y=k2x,
∴=k2×1,k2=,∴y=x,
设直线AC的解析式为y=k3x+b2,
∴,解得,
∴y=-x+,
∵直线AC交y轴于点D,则点D(0,),CD=.
当OD∥PQ时,①DQ=OP时,四边形DOPQ为等腰梯形,如图1,
由题意得,得△OCD为等边三角形,∠CDO=∠COD,
∴Q是直线AD与抛物线的交点,
∴-x+=x2,解得x1=-1(舍去),x2=,
当x=时,x2=,
∴点Q的坐标为(,),
当x=时,=,
∴点P的坐标为(,)
②∠ODQ=90°时,四边形DOPQ为直角梯形(如图2),
过点D(0,)且平行于x轴的直线交抛物线y=x2于点Q,=x2,解得x=±(负值舍去),
∴点Q的坐标为(,),把x=代入直线y=x中,得y=,
∴点P的坐标为(,);
当DQ∥OP时,①OD=PQ时,四边形DOPQ是等腰梯形,如图1,
过点D(0,)且平行于OC的直线为y=x+,交抛物线y=x2于点Q,
∴x+=x2,解得x1=1或x2=-(舍去),
把x=1代入y=x2中,得y=,
∴点Q的坐标为(1,)(与点B重合),
又∵△OCD是等边三角形,∠DOC=∠BPO=60°,
设过点Q(1,)且平行于AD的直线y=-x+b,交OC于点P,则b=,
∴y=-x+,
∴-x+=x,解得x=2,
把x=2代入y=-x+中,y=,
∴点P的坐标为(2,);
②∠OPQ=90°时,四边形DOPQ为直角梯形,
由上解的知,点Q的坐标(1,)(于点B重合),过B与OC垂直的直线为AB,设OC与AB的交点为P,
∴,解得,点P的坐标为(,),
综上所述:当P1(,)、Q1(,)和P2(2,)、Q2(1,)(与点B重合)时,四边形DOPQ为等腰梯形;当P3(,)、Q3(,)和P4(,)、Q4(1,)(与点B重合)时,四边形DOPQ为直角梯形;
(2)由(1)知点D(0,),抛物线y=x2,设G为OD的中点,G(0,),过点G作GH⊥y轴,交直线y=kx于点H,连接DH,
∴H(,),
设直线DH为y=k′x+b′,
∴,解得.
直线DH与抛物线y=x2相交于点Q,
∴x2=-kx+,解得x==(负值舍去),
Q点坐标为{,}
P点坐标为{,}.
解析分析:利用已知可以首先求出AD直线的解析式,再利用特殊梯形只有直角梯形与等腰梯形,分别讨论可以求出.
点评:此题主要考查了一次函数与二次函数的综合应用,并且利用等边三角形的性质,综合性较强,难度较大.